心律失常教育部重点实验室于2009年通过教育部建设计划论证，2011年通过建设计划验收。在2016年、2021年的教育部验收评估中，实验室均获得优秀的好成绩。实验室聚焦探索心脏病学特别是心律失常学领域的重大科学问题。实验室立足基础研究，面向临床，面向转化，面向应用。实验室实行学术委员会指导下的实验室主任负责制，实验室主任为中国科学院院士陈义汉教授。
心血管疾病是人类健康的“第一杀手”。然而，现今的防治手段并未遏制我国心血管病发病率和死亡率上扬的汹涌势头。问题的重要根源是心脏细胞生物学研究没有取得根本性的突破。起搏细胞和心肌细胞是心脏的基本功能细胞，实验室将聚焦这两类细胞，重点攻关严重威胁人类生命健康的重大心血管疾病——心律失常、心肌梗死和心力衰竭。
实验室拥有一流的心脏细胞生物学研究群体和研究基地。实验室承担了国家基金委基础科学中心项目、国家基金委创新研究群体项目、基金委重点项目和国家重点研发专项等一系列重要项目。实验室发现了第一个人类心房颤动致病基因，定义了心脏起搏细胞的谷氨酸能神经元样细胞属性，开创了心脏节律研究的一个新领域，揭示了新的心脏生物电控制系统，创立了递质控制心电活动的理论，识别出了控制心肌细胞增殖和心肌再生的若干分子阀门，发明了第一个单碱基分辨率的酶法检测DNA中dU碱基的技术，研发出一系列靶向重大心脏疾病的新药前药。论文发表在《Nature》和《Science》等权威刊物上。获批多项发明专利。曾经获得国家自然科学奖二等奖、教育部自然科学奖一等奖等奖项，为世界医学科学做出了卓越的贡献。